[发明专利]一种新型高精度双频同时测量激光外差干涉相位测振光路

摘要

本发明涉及激光干涉测量领域，具体涉及一种新型高精度双频同时测量激光外差干涉相位测振光路，包括：双频激光源、第一、二、三半透半反镜、样品、半波片、全反射镜、偏振分光镜、第一、二探测器、相位测量仪。激光源发出相互正交的频率分量为f1和f2的线偏振光，光束经第一半透半反镜后被分为两束，透射光先后经第二半透半反镜、样品、快轴角度为45°的半波片、全反射镜，与反射光在第三半透半反镜处合光并入射至偏振分光镜后被分为各含平行和垂直分量的两束光，含水平分量光透射后被第一探测器接收形成第一测量信号，含垂直分量光反射后被第二探测器接收形成第二测量信号，样品振动导致二者频差为2△f，并被相位测量仪测得相应的相位差。

主权项

一种新型高精度双频同时测量激光外差干涉相位测振光路，包括：双频激光源（101）、第一半透半反镜（102）、第二半透半反镜（103）、待测样品（104）、半波片（105）、全反射镜（106）、第三半透半反镜（107）、偏振分光镜（108）、第一探测器（109）、第二探测器（110）、相位测量仪（111）；其特征在于：双频激光源（101）发出一对偏振相互正交的线偏振光，其平行和垂直纸面的频率分量分别为f1和f2，光束经第一半透半反镜（102）后被分为两部分，两部分光均含有f1和f2频率分量，其中反射光入射至第三半透半反镜（107），透射光通过第二半透半反镜（103）后入射至振动的待测样品（104）表面；由于多普勒效应，从待测样品（104）表面反射回的光束其频率分量变为分别变为（f1+△f）和（f2+△f），反射光被第二半透半反镜（103）反射后通过一个半波片（105），半波片（105）的快轴位置设置为与垂直方向呈45°，因此光束经过半波片（105）后，原偏振分量均发生90°旋转，偏振状态变为平行分量为（f2+△f）而垂直分量为（f1+△f）；光束继续入射到全反射镜（106），被其反射并透射通过第三半透半反镜（107），与被第三半透半反镜（107）反射的来自第一半透半反镜（102）含有f1、f2频率分量的光束合并形成一束光，此时平行偏振态含有f1和（f2+△f）两个频率分量而垂直偏振态含有（f1+△f）和f2两个频率分量；该光束入射至偏振分光镜（108）后被分为两部分，水平偏振态的两个频率分量透射后被第一探测器（109）接收形成频率为（f1‑f2‑△f）的第一测量信号，垂直偏振态的两个频率分量反射后被第二探测器（110）接收形成频率为（f1‑f2+△f）的第二测量信号，两路测量信号送入相位测量仪（111）得到二者由于频差变化2△f引起的相位差变化Δφ，从而测得待测样品（104）的振动速度、频率等参数。